das labor der zukunft - · pdf filedas labor der zukunft warum die forschung von morgen...

DA S L A B OR D ER

Z UK UN F T

WARUM DIE F OR S CHUNG VON MORGEN AU T OM AT ISIERT, D E Z EN T R AL

UND IN T ER DIS Z IP LIN ÄR ER F OL G T. UND W IE S O D ER MENS CH

DA BEI N ACH W IE VOR IM Z EN T RUM S T EH T.

W.I.R.E. [ W E B F O R I N T E R D I S C I P L I NA R Y R E S E A R C H & E X P E R T I S E ]

—T HI N K TA N K F O R B U S I N E S S , S C I E N C E & S O C I E T Y

S T EP H AN SIGR IS T | NICHOL A S BOR NS T EIN | JULI A S T R ICK ER | GER D VOI T H

MI T ILL U S T R AT IONEN VON M AT T H I A S GNEHM

©W.I.R.E. — 2 . A UF L AG E A P R IL 2016S T UD IE ER S T ELLT IM A UF T R AG VON S AV IDA AG

Von Stephan Sigrist, Julia Stricker, Nicholas Bornstein & Gerd Voith Mit Illustrationen von Matthias Gnehm

DA S L A BOR D ER

Z UK UNF T—

WARUM DIE F OR S CHUNG VON MORGEN AU T OM AT ISIERT, D E Z EN T R AL

UND IN T ER DIS Z IP LIN ÄR ER F OL G T. UND W IE S O D ER MENS CH

DA BEI N ACH W IE VOR IM Z EN T RUM S T EH T.

Die vorliegende Kurzstudie analysiert die heutigen und zukünf-tigen Rahmenbedingungen für biomedizinische Labore. Auf Grundlage von Expertengesprächen, einem interdisziplinären Workshop und Deskrecherchen wurde ein Modell entwickelt, das einerseits die wichtigsten Funktionen eines Labors für die Arbeitenden, andererseits die zentralen Dimensionen, die das La-bor strukturieren, untersucht. Nach jenem schematischen Modell sind nicht nur die räumlich-baulichen Dimensionen relevant, sondern auch die vorherrschende Forschungskultur sowie die zur Verfügung stehenden Ressourcen.

In einem zweiten Schritt wurden langfristige Entwicklungen analysiert, die heute auf biomedizinische Labore einwirken und ihre Rahmenbedingungen langfristig verändern werden. Bei-spielsweise wird ein grosser Teil der Nasslaborarbeit in Zukunft modelliert und simuliert werden, was zu einer neuen Arbeits-teilung zwischen Mensch und Maschine führt. Geopolitische Machtverschiebungen, die Miniaturisierung des Laborequipments oder die Zunahme der Komplexität der wissenschaftlichen For-schung sind weitere Entwicklungen mit essentiellen Auswir-kungen auf die heutigen Labore.

Es gilt entsprechend gezielt auf diese Entwicklungen zu reagie-ren: Das Ergebnis der Studie sind sechs Handlungsempfehlun-gen, die bei der Planung und Konzipierung eines zukunftsorien-tierten Labors berücksichtigt werden sollten. So wird mit immer stärker individualisierten und dezentralen Arbeitsweisen die Sicherstellung der sozialen Interaktion zentral. Neben konkre-ten Massnahmen gilt es aber auch, die Aufgabe und das Selbst-verständnis von Laboren in einer innovationsgetriebenen Ge-sellschaft grundsätzlich zu überdenken und diese in einen Dialog mit der Bevölkerung treten zu lassen. Die Studie schliesst mit drei Szenarien, die einen Blick in die ferne Zukunft werfen und aufzeigen, wohin das Labor der Zukunft steuern könnte, und was die Implikationen für das Individuum, die Wissenschaft und die Gesellschaft sind.

E XECU T I V E SUMM ARY

INH A LT S -V ER Z EICHNIS

1. EINLEI T UNG

1.1. P ROJEK TAUF T R AG UND P ROJEK T Z IELE1.2. VORGEHEN

2. AU S G ANG SL AGE

2.1. S CHEM AT IS CHE S MOD ELL EINE S L A BOR S 2.2. S TAT E OF T HE ART IM L A BOR B AU

3. T R IEBK RÄF T E D ER V ERÄND ERUNG

4 . H ANDL UNG SFELD ER

5 . DR EI S Z EN AR IEN

6 . S CHL U S S WORT UND AU SBLICK

LI T ER AT URV ER Z EICHNIS

Seite 6

Seite 12

Seite 23

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Seite 40

Seite 48

7

Die naturwissenschaftliche Forschung ist starken gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und kulturellen Veränderungen unterworfen, doch ha-ben sich Rolle und Funktion von Labors seit dem zweiten Weltkrieg nur langsam geändert und ihre Struktur und Arbeitsweise sind weitgehend gleich geblieben. In jüngerer Zeit findet jedoch ein Umdenken statt. Offe-ne Laborlandschaften, geteilte Arbeitsflächen, der Einsatz neuer Techno-logien und ein Öffnen der Forschungseinrichtungen gegenüber der Be-völkerung zeugen von den sich vollziehenden Veränderungen. Diese Entwicklung wiederspiegelt einen Kulturwandel in der Wissenschaft: Forschung wird je länger je mehr als kollaborative und interdisziplinäre Arbeit wahrgenommen, Kommunikation und Kreativität werden geför-dert. Die gängige Vorstellung eines modernen Labors entfernt sich so im-mer weiter vom Modell des kleinteiligen Labors der Nachkriegszeit.

Laboratorien, als integrale Bestandteile der naturwissenschaftlichen For-schung, stellen öffentliche und private Forschungseinrichtungen somit vor grosse Herausforderungen, denn sie haben die Aufgabe optimale Ar-beitsbedingungen für die Forschung bereitzustellen. Der Wandel in der Forschung vollzieht sich jedoch rasant, die Komplexität steigt aufgrund neuer Fragestellungen und der Entstehung von grossen Datenmengen rasch an und die Automatisierung hat auch im biomedizinischen Labor Einzug gehalten. Dies bedeutet, dass bei Planung und Bau von Laborato-rien die Veränderungen der zukünftigen Rahmenbedingungen mehr denn ja antizipiert werden müssen. Es stellt sich somit die Frage wie der Laborbau in der mittel- bis langfristigen Zukunft ausgestaltet wird und was die wichtigsten darauf einwirkenden Einflussfaktoren sind.

Anhand eines schematischen Modells des biomedizinischen Labors wer-den in der vorliegenden Kurzstudie relevante Dimensionen für das zu-künftige Labor erfasst und Handlungsfelder benannt. Ziel der Kurzstudie ist es, langfristige Entwicklungen für das biomedizinische Forschungslabor zu identifizieren sowie Szenarien für Labore der Zukunft zu entwerfen. Diese sollen dazu beitragen, Perspektiven des zukünftigen Forschungs-baus aufzuzeigen und gleichzeitig Anknüpfungspunkte für eine weitere wissenschaftliche und Praxis-relevante Vertiefung des Themas liefern. Die theoretische Auseinandersetzung mit den Rahmenbedingungen zu-künftiger Labore schliesst Teilprojekt I ab. Teilprojekt II wird auf Basis der vorliegenden Resultate die praktische Umsetzung der Erkenntnisse in Pi-lotprojekten testen.

Diese Forschungsarbeit wäre nicht möglich gewesen ohne die tatkräftige Unterstützung und Mitwirkung der verschiedenen Experten, Forscher und Personen aus der Praxis. Ihnen sei an dieser Stelle herzlich für die Zeit und ihr Engagement gedankt, das sie zur Beantwortung unserer Fragen und zur Teilnahme am Workshop aufgewendet haben.

1 E INLE I T UNG

D IE R AHM E NBEDING UNG EN FÜR F OR S CHUNG V ER ÄND ER N SICH ,

ALLE R D ING S B A SIER EN DIE L A BO R E D E R GE GE N WART NO CH IMMER

AUF D E R INFR A S T RUK T UR UND D EN D E NK M OD E LLEN VON G E S T ER N.

Im Auftrag von Savida AG führte der Think Tank W.I.R.E. ein For-schungsprojekt zum Labor der Zukunft durch. Dieses beinhaltete eine Analyse relevanter Funktionen und Dimensionen eines Labors, das Iden-tifizieren der wichtigsten Handlungsfelder für zukünftige Labore für Pla-ner und Bauherren sowie das Entwickeln von langfristigen Visionen. Das Ergebnis dieser Arbeiten ist in der vorliegenden Kurzstudie kondensiert und mündet in der schematischen Skizzierung dreier möglicher Szenarien, wie sich das Labor langfristig entwickeln könnte. Die Kurzstudie zeich-net sich durch eine interdisziplinäre Herangehensweise aus, um Aspekte, die über Design und Architektur hinausgehen, zu berücksichtigen.

A BG R EN Z UNG D E S F OR S CHUNG S GEGENS TANDS:Im Fokus des Projektes stand die Analyse der zukünftigen Rahmenbedin-gungen öffentlicher und privater Labore für biomedizinische Forschung. Produktions-, Diagnostik- oder reine Ausbildungslabore wurden nicht berücksichtigt, da sie in ihrem Wesen und ihren Funktionen andere Ziele verfolgen.

Für die Kurzstudie wurden folgende Forschungsziele verfolgt:

BE FR AG T E E XP ERT EN

DR. M ARC DU S SEILLER Nanowissenschaftler und Kulturveranstalter, Mitbegründer von Hackteria.org

P ROF. DR. GER D F OLK ER S Direktor des Collegium Helveticum von ETH und Universität Zürich

DR. V IR EN J AIN Senior Research Scientist bei Google, Kalifornien. Ehemaliger Forschungsgruppenleiter am Janelia Farm Research Campus des HHMI

P E T ER J AME S Direktor der S-Lab Initiative: Safe, Successful and Sustainable Laboratories, London

GER D K UCHENBECK ER Autor des Buches «Ein Labor für morgen». Ehemaliger Laborplaner bei Schering AG

BOB MC G HEE Ehemaliger Institutsarchitekt des Howard Hughes Medical Institute (HHMI)

DR. NE V ILLE S ANJ AN A Postdoktorand am Broad Institute of MIT and Harvard

DANIEL W EN T ZL AFF Nissen Wentzlaff Architekten, Basel

T EILNEHMER WOR K SHO P

NELE D ECHM ANN Architektin, Zürich

DR. M AR EIK E HEIN Z EN Senior Research Scientist, Lehrstuhl für Innovations- und Technologiemanagement, ETH Zürich

P ROF. DR. JÖRG R AINER NOENNIG Professor für Wissens-architektur, TU Dresden

FR ANK M. R IND ER K NECH T Gründer und Inhaber Rinspeed Inc., Zumikon

ANJ A S A XERLaborantin, Universität Zürich

P ROF. DR.GISBERT S CHNEID ER Professor für Pharmazeutische Wissenschaften, ETH Zürich

DANIEL W EN T ZL AFF Nissen Wentzlaff Architekten, Basel

DR. AMR EI W I T T W ER Oberassistentin, Collegium Helveticum von ETH und Universität Zürich

E V ERT YP M A Design Forschung, Zürich

P ROJEK TAUF T R AG & P ROJEK T Z IELE

Z IEL 1: Ausgangslage klären und Transparenz herstellen: Welche Funktionen beinhaltet die Arbeit in einem Labor?

Z IEL 2: Relevante Dimensionen benennen, die die im Arbeit im Labor strukturieren.

Z IEL 3: Bestimmen von Handlungs-feldern und Identifizieren der Triebkräfte der Veränderung.

Z IEL 4: Erarbeiten von Visionen unter Ausklammerung von hindernden Faktoren der Gegenwart.

9

1.1.

VORGEHENDie Komplexität der Thematik bedingte ein mehrstufiges Vorgehen. Dieses umfasste neben Deskrecherche und Experteninterviews auch einen Work-shop mit Teilnehmern aus unterschiedlichen Disziplinen.

Inhaltlicher Fokus Zielsetzungen Zeitplan

1. K ICK OFF Treffen zur Festlegung der Eckpunkte des Projektes

2 . R ECHERCHE P H A SE I Analyse der Ausgangslage, der Triebkräfte der Veränderung und Andenken der Visionen

LI T ER AT UR R ECHERCHE: Entwicklungen im Bereich des biomedizinischen Labors, Funktionen und die sie beeinflussenden Dimensionen, Grundzüge der historischen Entwicklungslinien, aktuelle innovative Beispiele

IN T ERV IE W S mit acht Experten aus folgenden beruflichen Sparten: Laborplaner, Architekten und Forscher

AN ALY SE der Triebkräfte der Veränderung L A BOR BEGEHUNG im Novartis Campus Basel

mit erstem Zwischenrapport WOR K SHO P: Durchführung eines interdisziplinären Workshops

mit Architekten, Spezialisten für Labordesign, Künstlern, Designern und Vertretern der Benutzerseite. Präsentation erster Analysen und der Triebkräfte der Veränderung, gemeinsame Formulierung möglicher Visionen

3. Z W IS CHEN T R E FFEN Präsentation der Resultate der ersten Recherchephase und deren Diskussion anhand eines konkreten Beispiels

BE SP R ECHUNG D ER R E SULTAT E der ersten Recherchephase und der Visionen

L A BOR BEGEHUNG an der ETH Hönggerberg: Mit Gisbert Schneider, Daniel Wentzlaff, Gerd Voith. Diskussion der bisherigen Resultate anhand dieses konkreten Beispiels

4 . R ECHERCHE P H A SE II Finalisierung des Konzepts und Erstellung des Abschlussberichts

A B S CHLIE S SEND E R ECHERCHE AU S AR BEI T UNG EINE S S CHEM AT IS CHE S MOD ELL S

eines biomedizinischen Labors, bestehend aus den drei Dimensionen Raum, Kultur und Ressourcen als Ergebnis der Literaturrecherche, der Experteninterviews und des Workshops

FIN ALISIER EN D E S A B S CHL U S SBER ICH T E S

A BG A BE D E S S CHL U S SBER ICH T E S der Projektphase I FE S T LEGUNG D E S W EI T ER EN VORGEHENS

5. P ROJEK TA B S CHL U S S Abschluss der Projektphase I und Planung der Projektphase II

11

1.2.

2 AU S G A NG SL AG E

L A BOR E W E R D EN DURCH DIE D IM E NSION EN R AUM,

K ULT UR UND R E S S OURCEN G EP R ÄG T UND H A BE N DA S Z IEL, O P T IM ALE

F OR S CHUNG SR ELE VAN T E R A HM E NBE D INGUNG EN BER EI T

Z U S T ELLEN.

Labore sind integrale Bestandteile der biomedizinischen For-schung und bieten ihr den nötigen physischen Raum, um Wissen herzustellen. Sie nehmen verschiedene Funktionen wahr, die von der Bereitstellung von sicheren Arbeitsumgebungen bis hin zur Ermöglichung des Informationsaustausches reichen. Um die Vielfalt der Aufgaben zu erfassen, die ein Labor erfüllen muss, sind drei Dimensionen von übergeordnetem Interesse: die räumliche Ausgestaltung, kulturelle Faktoren sowie die Ver-fügbarkeit von Ressourcen. Das durch W.I.R.E. erstellte Modell wird im Folgenden erläutert.

S CHEM AT IS CHE S MOD ELL

EINE S L A BOR S

A. W IS SENS S CH AFFUNG

In der Forschung wird hergebrachtes Wissen in Frage gestellt und neues Wissen geschaffen. Dieses führt wiederum zu neuen Fragen und wird selbst wieder hinterfragt.1 Dieser Wissensschaffungsprozess im Labor lässt sich mit folgendem Kreislauf ( A B B . 1 ) veranschaulichen:

In der biomedizinischen Forschung mündet dieser Prozess klassischer-weise in die Prüfung einer Hypothese oder die Umsetzung eines neuen Ansatzes mittels Experimenten im Nasslabor. Die Interpretation der Re-sultate führt zu neuen Erkenntnissen oder der Widerlegung vorheriger Ergebnisse. Basierend darauf werden schliesslich neue Zielsetzungen und Fragestellungen entwickelt.

2.1.

A BB. 1 : Darstellung des Prozesses der WissensschaffungQuelle: eigene Darstellung

Übergeordnetes Ziel eines Labors ist die Generierung und Weiterentwick-lung von Wissen. Um dieses Ziel zu erreichen, stellt es den physischen Raum und eine gewisse Anzahl von Funktionen zur Verfügung ( S I E H E 2 . 2 ). Das Labor als räumlicher und gedanklicher Ort wird wiederum struktu-riert durch die drei Dimensionen Raum, Kultur und Ressourcen ( S I E H E 2 . 3 ).

FR AGE S T E L L UNGEN

Z IELER K ENN T NIS -

GE W INN

13

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AR BEI T SDI V ER SI TÄTBiomedizinische Forschung besteht aus einer Mischung von Arbeit im Büro und im Nasslabor. Verschiedene Schritte im Forschungsprozess ge-nerieren unterschiedliche Anforderungen an die räumliche Ausgestal-tung, ein Labor soll das Spektrum von konzentrierter Zurückgezogenheit bis hin zu Teamarbeit in seinem Raumprogramm abbilden.2 Die Arbeits-umgebung muss flexibel an die Bedürfnisse anpassbar sein und den For-schern unterschiedliche Arbeitsplätze zur Verfügung stellen – auch Kaf-feeecken oder Kantinen können als Arbeitsort dienen.3

INF OR M AT IONS AU S TAU S CHInformationsaustausch ist ein zentraler Bestandteil von Wissensarbeit. Das Fördern von Interaktionskanälen und -möglichkeiten begünstigt den Wissensschaffungsprozess.4 Kommunikation und Interaktion kann orga-nisiert erfolgen, beispielsweise in Meetings oder in Forschungskollo-quien, oder informell und spontan. In diesem Kontext ist die grosse Be-deutung der Visibilität zu sehen, sie gilt als Schlüssel zur Kommunikation.5 Denn: das persönliche Gespräch gilt nach wie vor als «Goldstandard», trotz der wachsenden Möglichkeiten der digitalen Kommunikation.

AR BEI T SP L AT Z Z UFR IED ENHEI TForscher müssen sich an ihrem Arbeitsplatz wohl fühlen. Ein repräsenta-tives Gebäude, das die Mitarbeiter in ihren unterschiedlichen Lebens- und Arbeitsstilen unterstützt und eine angenehme Arbeitsatmosphäre bietet, kann zur Arbeitsplatzzufriedenheit beitragen und identitätsför-dernd wirken. Moderne Gebäudehüllen und Innenraumausstattungen, die neben funktionellen Anforderungen auch solche der Form berück-sichtigen, vermitteln den Forschern ein Gefühl der Wertschätzung und tragen zur Mitarbeiterbindung bei.6 Schliesslich spielen auch die Einbet-tung des Gebäudes in seine unmittelbare Umwelt und seine verkehrs-technische Erschliessung eine wichtige Rolle.

SICHER HEI TDie Arbeit im Labor beinhaltet den Umgang mit Gefahrenstoffen wie to-xischen Chemikalien, Viren, Mikroorganismen oder radioaktiven Materi-alien. Entsprechend hoch sind die Sicherheits- und Hygienevorschriften an den Bau und Betrieb eines Forschungsgebäudes. Je nach Gefahrenpo-tential dürfen Nasslabore nicht ohne Spezialkleider, Schutzbrillen und Handschuhe betreten werden; gewisse Manipulationen werden aus Hy-giene- und Sicherheitsgründen nur in der kontrollierten Atmosphäre ei-nes Laborabzuges durchgeführt.

B . FUNK T IONE N

Das Labor stellt die Struktur für die Ermöglichung der verschiedenen Funktionen bereit. Folgende Funktionen sind zentral (SIEHE AUCH A BB. 2):

15

E I N B E T T U N G I N D I E U M W E LT

G E O G R A P H I S C H E U M G E B U N G (bspw. urban, suburban, ländlich)

Z E N T R A L I TÄT(bspw. Forschungscampus, Wissenscluster)

F A S S A D E

(bspw. repräsentativ, form follows function)

Z U G A N G Z U M G E B Ä U D E(bspw. öffentlich, halböffentlich, nur für Mitarbeiter)

G R U N D F O R M D E S G E B Ä U D E S

V E R H Ä LT N I S G R U N D R I S S Z U H Ö H E(bspw. Turm, flaches Gebäude)

G R U N D R I S S T Y P O L O G I E(bspw. lineares System, Kamm-System, Block-System)

E R S C H L I E S S U N G H O R I Z O N TA L(bspw. ein oder mehrere Korrodore, geschlossener Rundkorridor «Race-Track-Schema», grosse Halle ohne Unterteilung)

V I S U E L L E V E R B I N D U N G

Z W I S C H E N S T O C K W E R K E N (bspw. Atrium, verglaste Treppen, Split-Level)

N I C H T D I R E K T

F O R S C H U N G S A S S O Z I I E R T E I N F R A S T R U K T U R(bspw. Krippe, Hotel, Fitness, Verpflegungsmöglichkeiten, Gästezimmer)

R A U M O RG A N I S AT I O N

F L E X I B I L I TÄT(bspw. fixe Installationen, modulare Möblierung, Raumfunktionen anpassbar, präinstallierter Haustechnik)

N A S S L A B O R S T R U K T U R

(bspw. kleinzellige Standardlaboratorien, geteilte Laborlandschaften, Grössenverhältnis zu Service- und Büroräumen)

B Ü RO S T R U K T U R(bspw. jede Gruppe einzeln, von mehreren Gruppen geteilt, Grossraumbüro vs. Einzel- plätze, Einbindung der Vorgesetzten/Teamleader)

V I S U E L L E V E R B I N D U N G

N A S S L A B O R E - B Ü RO(bspw. transparent, durchlässig, abgeschirmt, geteilt, kein Sichtkontakt)

I N F O R M E L L E T R E F F P U N K T E(bspw. Kaffeeraum, Kantine, Sitzecken)

A R T D E R F O R S C H U N G (bspw. Grundlagen vs. angewandt, langfristig vs. kurzfristig, Big Science)

T E A M O RG A N I S AT I O N

(bspw. hierarchisch, flach/gemeinsame Entscheidungsfindung)

G R U P P E N G RÖ S S E (bspw. gross, klein)

D I S Z I P L I N A R I TÄT

(disziplinär, interdisziplinär)

U M G A N G M I T W I S S E N (bspw. Open Access, vertraulich)

K U LT U R E L L E V I E L F A LT

(bspw. durchmischt, homogen)

O RG A N I S AT I O N S F O R M (bspw. Privatwirtschaft, Universität, Stiftung / Charity, DIY-Biologie)

F I N A N Z I E R U N G(bspw. öffentlich, privat, Non-Profit-Organisation, Public-Private-Partnership)

M I TA R B E I T E R(bspw. Qualifikation, Anzahl, Lohn)

I N F R A S T R U K T U R(bspw. Laborequipment, Rechen- und Speicherleistung, Büroequipment)

E N E RG I E E F F I Z I E N Z(bspw. Bausubstanz, Lüftungstechnologie)

A BB. 2 : Modellhafte Darstellung der Funktionen und Dimensionen eines LaborsQuelle: eigene Darstellung; in Anlehnung an Braun, Grömling 2005; Rubin 2006; Howard Hughes Medical Institute 2003; Interviews mit D. Wentzlaff, R. McGhee, P. James, G. Kuchenbecker

K U LT U R R E S S O U RC E N

R A U M

F U N K T I O N E N

S I C H E R H E I T

F R E I E S D E N K E N A R B E I T S D I V E R S I TÄT I N F O R M AT I O N S A U S TA U S C H Z U G A N G Z U I N F R A S T R U K T U R

& L O G I S T I K A R B E I T S P L AT Z Z U F R I E D E N H E I T

Z UG ANG Z U INFR A S T RUK T URDie biomedizinische Forschung ist technik- und technologieintensiv. Forscher brauchen für die Durchführung ihrer Experimente Hilfsmittel, von Pipetten über Laborabzüge bis hin zu Messgeräten wie Spektrometer. Kühlschränke, Elektronenmikroskope und andere grosse Maschinen werden oft separat in sogenannten Serviceräumen installiert. Auch digi-tale Infrastruktur – hardware und software – ist zentral für die Laborar-beit, da die Forscher Zugang zu Analysesoftware und entsprechender Speicher- und Rechenkapazität benötigen.

FR EIE S D ENK ENUm Innovation und Invention zuzulassen und fördern, muss das Labor Raum und Zeit zur Reflexion und Ideengenerierung bereitstellen. Zudem soll Forschern die Freiheit gegeben werden, auch Ideen mit ungewissen Erfolgschancen zu verfolgen. Dieser Ansatz kann durch forschungskultu-relle Entscheidungen und Strukturen unterstützt werden.7 Unter Um-ständen führen diese nicht direkt zu publizierbaren Resultaten oder zur Entwicklung eines Produktes.

C. DIMENSIONEN

Das Labor wird durch drei Dimensionen geprägt; diese werden im Folgen-den kurz erläutert und die sie konstituierenden Faktoren in A BB. 2 veran-schaulicht.

K ULT URForschungskultur bestimmt die in einer Institution vorherrschende Art, Forschung zu betreiben, also Wissen zu schaffen und zu kommunizieren. Sie wird durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst: Von der Hierar-chie, die in einer Gruppe herrscht, der Gruppengrösse, der Art der Frage-stellung bis zur Institution, die die Forschung betreibt.

R E S S OURCENBiomedizinische Labore haben einen hohen Bedarf an materiellen Res-sourcen. Neben den finanziellen Ressourcen spielen die Verfügbarkeit von qualifiziertem Personal und der Zugang zu Infrastruktur eine wich-tige Rolle.

R AUMOb beabsichtigt oder nicht, reflektiert die Form und die Ausgestaltung des Labors die Kultur und die Prioritäten der darin beheimateten Orga-nisation.8 Umgekehrt kann durch räumliche Interventionen ein ge-wünschtes Verhalten, zum Beispiel die Förderung der Mitarbeiterkom-munikation, unterstützt werden.9 Die Dimension Raum unterteilt sich in drei Gruppen: Das Gebäude in seiner Umgebung, seine Grundform und die Raumorganisation.

17

«EIN L A BOR UN T ER S CHEID E T SICH VON JED EM AND ER ENAR BEI T S ORT DURCH SEINE UNS T RUK T UR IERT HEI T. E S IS T EIN ORT, AN D EM M AN MI T NEUEN ID EEN SP IELEN K ANN OHNE D EN DRUCK, BER EI T S MORGEN OD ER ÜBER MORG EN EIN NÜT ZLICHE S P RODUK T Z U P RODU Z IER EN.»

Viren Jain

#1

#2

# 3

DA S ANPA S SB AR E UND AUF KOMMUNIK AT ION AU S GER ICH T E T E L A BOR

DA S FLE XIBLE L A BOR FÜR IN T ER DIS Z IP LIN ÄR E GRUP P EN

DA S L A BOR AL S ÖFFEN T LICHER PAR K IM S TÄD T IS CHEN KON T E X T

S TAT E OF T HE ART

IM L A BOR B AU

2.2.

19

Name: James H. Clark Center Architekt: Foster and PartnersEröffnung: 2003Institution: Stanford University Ort: Stanford, Kalifornien, USA

Name: Janelia Farm Research Campus Architekt: Rafael Viñoly ArchitectsEröffnung: 2006Institution: Howard Hughes Medical Institute (HHMI)Ort: Ashburn, Virginia, USA

S TAT E OF T HE ART IM L A BOR B AU #1:

DA S A NPA S SB A R E UN D AUF KOM- MUNIK AT ION AU S GER ICH T E T E L A BOR


DA S FLE XIBLE L A BOR FÜR IN T ER DIS Z IP LIN ÄR E GRUP P EN

Das Bio-X-Programm der Stanford University im James H. Clark Center bringt Mediziner, Biologen, Chemiker, Ingenieure, Physiker und Informa-tiker zusammen, um wichtige biomedizinische Probleme zu erforschen.

Das von Norman Foster konzipierte Gebäude macht einen klaren Schritt weg von klassischer Laborarchitektur. Sämtliche Korridore verlaufen auf aussenliegenden Balkonen, was im Innern eine flexiblere Raumeinteilung erlaubt. Die Labore sind als offene, fast das ganze Stockwerk umfassende, zum Innenhof orientierte Räume angelegt. In ihnen kann Nasslabor- ne-ben Büroarbeit stattfinden. Sämtliche Tische und Bänke sind auf Rollen montiert, so dass die Möblierung schnell an unterschiedliche Forscher-teams anpassbar ist. Bei Bedarf lassen sich kleine Einheiten räumlich und akustisch abtrennen. Die Fassade ist verglast und ermöglicht freie Sicht von den Balkonen in die Laborräume. Visibilität als Grundlage für Kom-munikation und Interaktion wird systematisch gefördert.10,11

Im Innenhof bietet ein Restaurant Raum für informelle Gespräche.12

Das Gebäude liegt zwischen Krankenhaus und dem restlichen Campus und ermöglicht so Begegnungen zwischen Forschern und Studenten un-terschiedlicher akademischer Fachrichtungen.

Der Forschungscampus Janelia Farm – ein Experiment in Wissenschafts-kultur: Durch kleine Forschungsgruppen von zwei bis sechs Personen soll die interdisziplinäre Zusammenarbeit gefördert werden. Dies geschieht in Anlehnung an zwei ikonische Labore: die AT&T’s Bell Laboratories und das Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology in Eng-land. Was beide Labore von andern Institutionen ihrer Zeit unterschied, waren die kleinen Forschungsgruppen mit weniger als sechs Forschern.13

Die entscheidende Struktur des Forschungsgebäudes von Janelia Farm ist der zentrale Korridor, an dessen jeweiligen Enden sich ein Restaurant oder eine Bar befinden. Entlang dieses Ganges sind auf der einen Seite die Nasslaborarbeitsplätze angeordnet, auf der anderen kleine Bürocluster. Während die Büroräume darauf ausgelegt sind, die Zusammenarbeit in-nerhalb der Gruppe zu verbessern, sollen die offenen, von mehreren Gruppen geteilten Nasslabore die Interaktion zwischen den Gruppen er-leichtern. Vom Korridor aus sehen die Vorbeigehenden sowohl in die La-bore als auch in die Büros. Zwischen Büro und Nasslaboren besteht über den verglasten Korridor hinweg ebenfalls eine visuelle Verbindung.14

Ein weiterer Schwerpunkt wurde auf Flexibilität gelegt: Nasslaborräume können einfach in Service- oder auch Büroräume umgebaut werden. Während die meisten heutigen Laborgebäude über etwa gleich viel Ser-viceraum wie Laborraum verfügen, hat Janelia Farm rund 50% mehr Ser-viceraum, was zusätzliche Flexibilität verspricht, sich künftigen Anfor-derungen anzupassen.15

Da Janelia Farm weit weg von anderen universitären oder privatwirtschaft-lichen Forschungsinstituten liegt, wird viel Wert darauf gelegt, durch regel-mässige Konferenzen die wissenschaftliche Gemeinschaft auf den Campus zu bringen. Ein Hotel beherbergt die Gäste vor Ort. Auch die Forscher selbst können auf dem Campus leben und von einer Kinderkrippe profitieren.

21

«SICH T B AR K EI T IS T D ER S CHL ÜS SEL Z UR IN T ER AK T ION. W ENN M AN JEM AND EN SIEH T, GEH T M AN AUCH M AL H IN UND SP R ICH T MI T IHM. EINE S D ER LEI T P R IN Z IP E FÜR J ANELI A FAR M WAR V ISIBILI TÄT.»

Bob McGhee

Das neue Gebäude der Université Pierre et Marie Curie in Paris, das sich noch in der Planungsphase befindet, soll Forscher unterschiedlicher Fach-richtungen, Start-ups und etablierte Firmen unter einem Dach zusam-men bringen. Zudem soll die führende naturwissenschaftliche Universi-tät Frankreichs ein repräsentatives, ihre Offenheit und Internationalität demonstrierendes Gebäude erhalten, das auch den Kontakt zur Stadt her-stellt.

Geplant ist, das Gebäude für die Bevölkerung zu öffnen und den Zugang auf ein als Park gestaltetes Dach zu ermöglichen. Die Treppe, die auf die Dachterrasse führt, gewährt den Besuchern Einblick in die Labore und den Laboralltag. Die Unterteilung zwischen den Laboren ist transparent gestaltet, um die visuelle Verbindung zwischen unterschiedlichen Ar-beitsplätzen zu gewährleisten. Im Erdgeschoss befinden sich zudem ein öffentlicher Buchladen, ein Café und Ausstellungsräume.16

Name: Paris PARC Architekt: BIG mit OFFEröffnung: unbestimmtInstitution: Université Pierre et Marie CurieOrt: Paris, Frankreich


DA S L A BOR AL S ÖFFEN T LICH ER PAR K IM S TÄD T IS CHE N KON T E X T

3 T R IEBK RÄF T E

D ER V ERÄND ERUNG

L ANGFR IS T IGE EN T W ICK L UNGEN IN GE SELL S CH AF T, W IS SENS CH AF T

UND W IRT S CH AF T V ERÄND ER N DIE R AHMENBEDINGUNGEN

FÜR DA S L A BOR D ER Z UK UNF T: E S W IR D K LEINER, GL OB ALISIERT SICH

UND V ER DRÄNG T D EN MENS CHEN.

Von technologischen Innovationen bis hin zu gesellschaftlichen Umwälzungen wirken zurzeit verschiedene Kräfte auf moderne Labore ein. Diese haben Einfluss auf die Art und Weise der Durchführung der Forschung und somit auf die Planung und den Bau der biomedizinischen Labore. Die veränderten Rah-menbedingungen für Labore werden im Folgenden aufgeführt.

D ER AUF S T IEG NEUER

W IS SENS CH AF T S -HO T SP O T S

Während das Zentrum der biomedizinischen Forschung lange in der westliche Welt lag und Forscher nach Europa und Nordamerika ström-ten, findet diese Wanderung der Talente nun zunehmend auch in andere Richtungen statt.17 Getrieben durch massive staatliche Investitionen ent-wickeln sich in China, Singapur oder Hong Kong attraktive Wissen-schafts-Hot Spots. Die Forschungsausgaben Chinas steigen seit Jahren im zweistelligen Bereich, während jene der USA und Europas 2013 zwar leicht zunahmen, aber hinter der Teuerung zurückblieben.18 Hält dieser Trend an, werden die Ausgaben für Forschung und Entwicklung Chinas diejenigen der USA im Jahr 2022 übertreffen.19

Die Industriestaaten fokussieren in Forschung und Entwicklung zuneh-mend auf die Erschliessung des asiatischen Raums, so gehen europäische und amerikanische Universitäten vermehrt Partnerschaften mit asiati-schen Universitäten ein. Ein Programm in den USA ist denn auch darauf ausgelegt, den Studentenaustausch und bilaterale Forschungskooperatio-nen mit China auszubauen.20 Auch die grossen pharmazeutischen Firmen aus den Industriestaaten, von Roche über Novartis bis zu Pfizer, verstär-ken ihre Präsenz in Asien. Sie beschränken sich dabei nicht darauf, den wachsenden asiatischen Markt für bereits etablierte Produkte zu erschlie-ssen, sondern erforschen die spezifischen medizinischen Probleme der dortigen Bevölkerung und suchen nach neuen Therapieformen.21 Das Novartis Institute for Tropical Diseases in Singapur beispielsweise ist ein gemeinsam von Novartis und dem Singapore Economic Development Board finanziertes Forschungsinstitut, das ausschliesslich nach neuen medikamentösen Therapien für tropische Krankheiten sucht.

F OL GEN FÜR DA S L A BOR:

Viel diskutiertes Beispiel für den Aufstieg der chinesischen Wissenschaft ist das BGI (vormals Beijing Genomics Institute) – mit 178 Sequenzier-geräten das grösste Genetik-Institut der Welt und für mindestens ein Viertel der weltweiten DNA-Analysen verantwortlich. Das Institut se-quenziert für Kunden in der ganzen Welt, expandiert nach Europa und hat dabei klar den Anspruch, nicht nur ein Dienstleistungslabor zu sein, sondern sich zu einem erstklassigen Forschungszentrum zu entwickeln.22

Ein anderes Beispiel ist die 2002 in Singapur gegründete Biopolis, die sich im Bereich der biomedizinischen Forschung zu einem begehrten Forschungsstandort etabliert hat. Dazu beigetragen haben neben der Sta-rarchitektur von Zaha Hadid auch die grossen staatlichen Investitionen sowie die forschungsfreundliche Regulierung zum Beispiel im Bereich der Stammzellenforschung.23, 24

1. Eine attraktive Arbeitsplatzgestaltung ist ein immer wichtigeres Argument im globalen Wettbewerb um Talente.

2. Das Laborgebäude übernimmt zunehmend eine repräsentative Funktion, die der Institution eine Identität nach aussen gibt und das Zugehörigkeits-gefühl der Mitarbeiter fördert.25

3. Um der globalisierten Forschungsgemeinschaft Rechnung zu tragen, werden Forschungsinstitute und -gebäude so geplant, dass diese bei einem allfälligen Wegzug weitervermietet oder verkauft werden können. Die Ansprüche an die Flexibilität der Infrastruktur sind entsprechend hoch.26

4. In den Schwellenländern zeichnet sich die Tendenz einer geteilten Finanzierung neuer Forschungs-institute durch die öffentliche Hand und den Privat-sektor ab (PPP).27

25

«W IR WOLLT EN MI T D EM B AL GR IS T- C AMP U S EIN GEBÄUD E S CH AFFEN, WO SICH DIE LEU T E T R E FFEN UND MI T EIN AND ER INS GE SP RÄCH KOMMEN. DIE OFFENEN L A BOR- UND BÜRO S T RUK T UR EN UND DIE‚ SH AR ED FACILI T IE S ’ UN T ER S TÜT ZT EN DA S.»

Daniel Wentzlaff

Innovation im medizinischen Bereich hat sich verändert. Während in den 1990er Jahren schon kleine Verbesserungen zu umsatzstarken neuen Produkten führten, müssen heute hierfür die Mechanismen immer kom-plexerer Krankheiten verstanden werden.28 So wird heute erforscht, wie Hunderte von Genen und Proteinen bei Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson zusammenspielen.29 Die Verfeinerung der Technologien führt zu neuen Erkenntnissen und erweitert den Spielraum der Forscher. Bei der Beantwortung der immer komplexeren Fragestellungen wird die Zu-sammenarbeit zwischen verschiedenen Disziplinen entscheidend.30

Zudem werden zunehmend neue Krankheitsfelder heilbar oder zumin-dest therapierbar. Gerade mit der hochspezialisierten Medizin werden Fortschritte in Feldern möglich, die bislang einer Therapie verwehrt blie-ben. Zudem ändert sich mit dem Aufstieg der Schwellenländer das Krank-heitsspektrum; im Jahr 2012 waren die Schwellenländer für 57% der 14 Millionen Menschen verantwortlich, die mit Krebs diagnostiziert wurden.31 Letztlich wird aber auch die Behandlung aufgrund gestiegener Anforderungen im regulatorischen Bereich komplexer. Gründe für die zunehmende staatliche Regulierung und Aufsicht der Gesundheitssyste-me sind in den Industrieländern zum einen der steigende Kostendruck und die damit verbundenen höheren Ansprüche an Effizienz- und Quali-tätsmessung sowie deren Sicherung. Zudem geht mit der Forderung nach Qualitätssicherung eine Zunahme der Datenmengen einher – auch wenn die effiziente Auswertung und Nutzung dieser oft an nicht-standardisier-ten Verfahren und Systemen scheitert.

DIE Z UN AHM E D ER

KOMP LE XI TÄT


1. Arbeit wird als Folge der steigenden Komplexität ineffizient, teuer und langfristiger. Dies erschwert die Planbarkeit der medizinischen Forschung.

2. Interdisziplinarität wird zum neuen Standard in der biomedizinischen Forschung. Sie kann durch offene gemeinschaftlich genutzte Labor- landschaften gefördert werden.

3. Visibilität und informelle Treffpunkte unterstützen in einem Laborgebäude die effiziente und effektive Zusammenarbeit von Forschern unterschiedlicher Disziplinen.

4. Kleinere Forschungsgruppen etablieren sich; die Zusammenarbeit mit anderen Gruppen unddisziplinenübergreifende Projekte werden unumgänglich.32

27

«IN T ER AK T I ON Z U ER MÖGLICHEN IS T GER AD E IN D ER L A BORW ELT EINE HER AU SF OR D ERUNG. E S E XIS T IER ENNICH T NUR V IELE P H Y SIS CHE B AR R IER EN DURCH T ECHNIS CHE INFR A S T RUK T UR UND SICHER HEI T SR EGELN,S OND ER N AUCH V IELE K ULT UR ELLE UND ORG ANIS A -T OR IS CHE HÜR D EN, DIE DIE SEN «W IS SENS S CH AFFUNG S -IN T ER AK T IONS -P ROZ E S S» HEMMEN.»

Peter James

MINI AT UR ISIERUNG IM L A BOR

Die Miniaturisierung des Laborequipments hat einen grossen Einfluss auf das zukünftige Labor. Maschinen, deren erste Generation noch raumfül-lende Konstrukte waren, finden heute bequem auf einem Tisch Platz. Die Versuchsanordnungen werden dadurch immer kompakter. Dieser Trend erreicht nun auch das chemische Experiment an sich, grundlegende Funk-tionen eines Chemielabors werden auf einem Chip vereint. Auf kleinstem Raum finden dabei eine Reihe von Reaktionen sowie nachfolgende Analy-sen statt, dies unter Verwendung von geringsten Mengen an Chemikalien. Experimente auf diesen sogenannten «Labs-on-a-Chip» können sehr ge-nau kontrolliert und protokolliert werden.33

Nicht nur in den Forschungslaboren wird diese Technik eine grosse Be-deutung erlangen. Sie eignet sich auch dazu, medizinische Diagnostik mobiler zu machen und sie in entlegene Gebiete zu bringen.34 So wurde kürzlich ein Lab-on-a-Chip entwickelt, das erlaubt, über die einfache Ap-plikation eines Bluttropfens einen wichtigen Parameter zur Verlaufsbe-urteilung einer HIV-Infektion zu bestimmen. Dies ermöglicht es, die HIV-Therapie von Patienten in Entwicklungsländern auf Kriterien abzu-stützen, wie sie in Industrieländern gebräuchlich sind und dabei auch Kosten für aufwendiges Equipment zu sparen.35

In eine ähnliche Richtung gehen komplexe dreidimensionale, aus Zellen aufgebaute Modelle menschlicher Organe auf Mikrochips, sogenannte «Organs-on-a-Chip». Diese könnten bald als Krankheitsmodelle in einem frühen Stadium der Medikamentenentwicklung eingesetzt werden. Sie vereinen mehr Aspekte der Krankheit auf sich als traditionelle Zellkultu-ren und versprechen dadurch bereits vor dem Stadium der Tierversuche ein besseres Verständnis einer Substanz.36 Bestenfalls lassen sich dadurch in Zukunft Versuche an Tieren vermeiden oder mindestens reduzieren.37 Beispielsweise im Bereich der Erforschung der Metastasenbildung bei Brustkrebszellen erhofft man sich dadurch neue Erkenntnisse.38


1. Laborarbeit braucht weniger Platz und die Nasslabore werden kleiner. Die Haustechnik, insbesondere die Luftwechselrate, kann reduziert werden, da kleinere Substanzmengen gebraucht werden.39

2. Die Miniaturisierung der Versuchsanordnungen führt zu Einsparungen bei Chemikalien.

3. Mittelfristig könnte die Organ-on-a-Chip-Technik die Laborarbeit revolutionieren, da sie effektiver, kostengünstiger und mit weniger Tierversuchen verbunden ist.40

29

A U T OM AT ISIE -RUNG UND

ROBO T ER ISIERUNGDie Automatisierung hat vor allem in der Produktion zu enormen Effizi-enz- und Kosteneinsparungen geführt. Doch auch in der Forschung wird sie immer wichtiger: Die Sequenzierung des menschlichen Genoms wäre ohne automatisierte Arbeitsprozesse nicht möglich gewesen und die mo-derne Medikamentenentwicklung verlässt sich heute auf Hochdurch-satzverfahren, bei denen an Zehntausenden von Molekülen biochemi-sche, genetische oder pharmakologische Tests automatisiert durchgeführt werden.

Es zeichnet sich ab, dass der Forscher in Zukunft nicht nur von manueller Arbeit entlastet wird, sondern dass Maschinen darüber hinaus auch zu-nehmend kreative Aufgaben übernehmen werden. Lernende Roboter, die Hypothesen formulieren, diese im Labor experimentell testen, die Resul-tate eigenständig analysieren und daraus die nächste Hypothese ableiten, existieren bereits. Der in England entwickelte Roboterforscher Adam hat erste eigene Entdeckungen ohne menschliche Hilfe gemacht.41 Gemäss Experten kann er auf dem Niveau eines Doktoranden arbeiten, jedoch ef-fizienter. Künstlich Intelligenz wird zusehends wichtiger, insbesondere in Anbetracht der immer umfassenderen Datenmengen, deren Erfassung für die Menschen schwierig geworden ist.42 Roboter können den Forscher von Routinearbeit entlasten und ihm die Möglichkeit geben, die ihm zur Verfügung stehende Zeit für Reflexion und Analyse zu nutzen.43


1. Die Menschen werden weniger oft gefährlichenSubstanzen ausgesetzt sein, dies macht die Arbeit sicherer und führt zu Einsparungen bei der Haustechnik .

2. Durch Roboter ausgeführte Routinearbeit ist meist günstiger, als wenn die gleiche Arbeit durch Menschen gemacht würde. Längerfristig führt dies zu tieferen Forschungskosten.44

3. In der Tendenz wird sich die Forschung an inkrementellen Fortschritten ausrichten und vermehrt automatisiert erfolgen. Durch die Befreiung des Menschen von einem Grossteil der Routinearbeit entsteht mehr Freiraum für kritisches Denken.

31

«M AN DAR F DIE F OR S CHER UND IHR E AR BEI T NICH T NOR MIER EN. DIE V IELFALT D ER MI TAR BEI T ER UNDIHR E UN T ER S CH IEDLICHEN LEBENS - UND AR BEI T S S T ILE S OLLEN NICH T V ER H IND ERT, S OND ER N Z UGEL A S SEN W ER D EN.»

Gerd Folkers

s

IMMER M EHR DAT EN, IMM ER

S CHNELLERGrosse Datenmengen und auf komplexen Algorithmen basierende Ver-fahren prägen zunehmend auch die biomedizinischen Wissenschaften. Schnelle und kostengünstige Verfahren, von der Bildgebung bis zur DNA-Sequenzierung, generieren immer mehr Daten. Nach dem mensch-lichen Genom ist man daran, das «Proteom», also die Gesamtheit aller Proteine, oder das «Konnektom», die Verbindungen aller Neuronen, zu entschlüsseln. Auch elektronische Patientenakten, die sich in den Spitä-lern zunehmend verbreiten, führen zur Akkumulation von grossen Men-gen klinischer Informationen, die für die Forschung von Interesse sind.

Ein Schlüssel für das Verständnis und die Nutzung dieser Daten sind sta-tistische Verfahren. Heute können molekulare Reaktionen, ganze Zellen oder Organismen digital simuliert werden.45 Solche Modelle einzelner Zellen erlauben es bereits, einen Teil der Medikamentenentwicklung in silico durchzuführen. Teure und aufwendige Experimente im Nasslabor können so minimiert werden.

Ein deutsches Forschungsnetzwerk arbeitet aktuell an einem dynami-schen mathematischen Modell einer Leber, das anhand quantitativer Da-ten Physiologie, Morphologie und Funktion der menschlichen Leber von der subzellulären Ebene bis zum Organ als Ganzes abbildet.46 Auch das Human Brain Project hat sich zum Ziel gesetzt, in den nächsten zehn Jah-ren aus mikroskopischen und elektrophysiologischen Daten ein Compu-termodell des menschlichen Gehirns zu entwickeln.


1. Die klassische Nasslaborarbeit wird zunehmend reduziert, die Computerarbeit nimmt zu. Damit erhöht sich der Anteil an Büroraum im Verhältnis zum Nasslaborraum.47

2. Neben der Hypothesen-getriebenen Forschung etabliert sich die Daten-getriebene Forschung, die hauptsächlich auf Datenanalyse und Interpretation beruht.

3. Durch die Reduktion der Nasslaborforschung kann sowohl beim Bau als auch beim Betrieb eines Forschungsinstitutes gespart werden. Ein immer grösserer Teil der Forschung kann ortsungebunden stattfinden.

4. Investitionen in den Bau, den Betrieb und die Wartung von Serverräumen nehmen zu. Zudem verbrauchen die Server für die Speicherung und Verarbeitung grosser Datenmengen viel Energie.

33

PART I Z I PAT I V E W IS SENS CH AF T

Zahlreiche Entwicklungen der letzten Jahre zeigen, dass in der Bevölke-rung ein starkes Bedürfnis besteht, sich in die Forschung einzubringen. Mitglieder der Do-it-yourself-(DIY) Biologie Gemeinschaft beispielswei-se bauen rund um den Globus gemeinschaftlich genutzte biotechnologi-sche Labore in Küchen, Garagen oder Museen auf. Professionelle Wissen-schaftler, Amateure und Kinder experimentieren dort gleichermassen. Viele hoffen dabei auf einen ähnlichen Einfluss ihrer Bewegung auf die Biotechnologie wie den der Hacker-Community der 1960er-Jahre auf die Entwicklung des Personal Computers.48 Andere möchten den Transfer neuer Technologien in Entwicklungsländer beschleunigen, oder einfach die Wissenschaft näher zum Menschen bringen.49

Eine mehr top-down organisierte Art der Bürgerbeteiligung sind die Citi-zen Science-Projekte: Die Arbeit des Hobbyforschers ist von einem pro-fessionellen Wissenschaftler auf ein bestimmtes Ziel ausgerichtet und koordiniert. Die Digitalisierung hat die Rekrutierung und Koordination der Amateure so stark vereinfacht, dass Citizen Science seit einigen Jah-ren einen Boom erlebt. Die Art des Einbezugs der Freiwilligen reicht von online Spielen bis hin zu mikrobiologischen Experimenten, die zu Hause durchgeführt werden. So rekonstruieren die Spieler des Computerspieles EyeWire das Nervengeflecht der Retina,50 während die Hobbyforscher des ILIAD-Projektes nach neuen Substanzen mit antibiotischer Wirkung suchen.51

Auch durch das einfache Spenden von Daten können Bürger versuchen, auf die wissenschaftliche Forschung Einfluss zu nehmen. Plattformen der Quantified-Self-Bewegung und von Patientennetzwerken wie Patientsli-keme verfügen über einen wachsenden Datenpool, der bereits heute wis-senschaftlich ausgewertet wird.52 Crowdfunding-Platformen wie Kick-starter oder RocketHub schliesslich geben dem Einzelnen die Möglichkeit, Forschungsprojekte aus dem Citizen Science oder DIY-Biologie Bereich finanziell zu unterstützen.

Mit dem Wunsch nach mehr Mitsprache und Beteiligung geht auch das Bedürfnis nach mehr Transparenz einher. Die erklärt wiederum den Auf-stieg von «Open Access»: Immer mehr Forschungsinstitute stellen dabei ihre wissenschaftlichen Ergebnisse, Ideen, Entdeckungen und Methoden Forscherkollegen und der Öffentlichkeit kostenlos zur Verfügung.53 Der Schweizerische Nationalfonds vertritt beispielsweise die Meinung, dass die Resultate der mit öffentlichen Geldern finanzierten Forschung ge-bührenfrei zugänglich sein sollen.54 In der Lehre beschreiten die Universi-täten mit den online frei zugänglichen Lehrveranstaltungen, den Massive Open Online Courses (MOOC), einen ähnlichen Weg.


1. Laborgebäude öffnen sich gegenüber der Gesellschaft. Jüngere Forschungsbauten realisieren dies durch eine zentrale urbane Lage, öffentliche Zugänglichkeit und Infrastrukturen, die auch von der lokalen Bevölkerung genutzt werden können sowie über die Ausstellung der neusten Forschungsergebnisse.

2. Das Open-Access-Prinzip führt zu einer vielfältigeren und vernetzten wissenschaftlichen Gemeinschaft.

35

«AUCH D ER S CHÖNS T E MEE T ING SPACE NÜT ZT NICH T S, W ENN VOM CHE F NICH T EINE K ULT UR D E S AU S TAU S CHE S UND D ER KOLL A BOR AT ION G E F ÖR D ERT W IR D. T E AM- UND AR BEI T SK ULT UR W ER D EN M A S S GEBLICH VON D ER CHE FE TAGE GEP RÄG T.»

Marc Dusseiller

1.

Z UL A S SEN UN T ER S CH IEDLICHER AR BEI T S ART EN – SOZ I ALE IN T ER AK- T ION SICHER S T ELLEN

Biomedizinische Forschung bewegt sich immer mehr weg vom Nasslabor Rich-tung Büroarbeit. Ziel ist, die unterschied-lichsten Arbeitsformen – konzentriertes Arbeiten, Diskussionen in der Gruppe, Arbeit im Nasslabor, informelle Gesprä-che etc.55 – durch die räumliche Umset-zung und organisatorische Massnahmen zu unterstützen. Zudem ändern Nutzer und ihre Projekte häufig, wie auch die an-gewandten Methoden, Prozesse und Zu-sammensetzung der Forschungsgruppen. Das Labor muss diesen Prozess unterstüt-zen, indem es einfach an neue Bedürfnis-se anpassbar ist. Das geht von mobiler In-frastruktur bis zur Umwandlung von Büro-, Labor- oder Serviceraum in eine jeweilig andere Raumkategorie.56,57

Trotz der prozesshaften Trennung und Anpassbarkeit, muss die Interaktion zwischen den Forschern sichergestellt sein. Die Mitglieder einer Gruppe sollten – auch wenn sie unterschiedlicher Arbeit nachgehen – ein Zusammengehörig-keitsgefühl entwickeln können. Entwe-der in dem die Nasslaborarbeit räumlich nicht von der Büroarbeit getrennt ist oder durch Sichtkontakt zwischen den beiden Arbeitsorten. Dies ist gerade für interdis-ziplinäre Gruppen, in denen die Mitar-beiter unterschiedliche Arbeitsschwer-punkte haben, zentral.58 Die Befähigung und Förderung der sozialen Interaktion ist grundlegend für das gute Funktionie-ren modularer, interdisziplinärer Labore.

2 .

T ECHNOL O GIE NU T Z EN – IN T UI T ION Z UL A S SEN

Biomedizinische Forschung wird tech-nologie- und technikintensiver. Labore müssen demnach sowohl für automati-sierte Prozesse und Maschinen als auch für die Menschen entworfen werden. Zentral ist die Vernetzung zwischen Mensch und Maschine sicherzustellen, dabei gleichzeitig den Menschen in den Mittelpunkt zu stellen. Mit der Zunahme der datengetriebenen Forschung und dem Vertrauen in die Algorithmen darf dabei nicht vergessen werden, dass die Intuition und die Vorstellungskraft des Menschen zentrale Pfeiler der Forschung in Laboren bleiben.

37

4 H AND L UNG SF ELD ER

VON GE SELL S CH AF T LICHER PART I Z IPAT ION BIS H IN

Z UR NU T Z UNG T ECHNOLO GIS CHER INNOVAT ION – IN Z UK UNF T

MÜS SEN L A BOR E V ER S CH IED ENS T E BEDÜR FNIS SE

AKKOMMODIER EN.

Die oben genannten Entwicklungen verändern die Rahmenbe-dingungen und die Anforderungen an das Labor. W.I.R.E. hat sechs Handlungsfelder identifiziert, die es über architektonische Massnahmen, Veränderungen der Wissenschaftskultur sowie Ressourcenallokation zu berücksichtigen gilt.

3.

AUF IN T E R- DIS Z IP LIN A R I TÄT F OK U S SIE R E N – SP E Z I ALI SIE RUNG F ÖR D ER N

Forschung erfordert einen interdiszipli-nären Lösungsansatz, um der Komplexi-tät der künftigen Herausforderungen ge-recht zu werden. Dazu ist die Förderung interdisziplinärer Forschungsinstitute, Labore und Finanzierungsvorhaben nö-tig. Interdisziplinäre Kooperationsfor-men müssen zudem architektonisch durch offene Laborlandschaften, geteilte Infrastruktur, informelle Treffpunkte und Visibilität unterstützt werden, da-mit sich die Forscher als Gemeinschaft fühlen.59

Gleichzeitig gilt es, Spitzenforschung in den einzelnen Disziplinen zu ermögli-chen. Wenn auch die Lösung komplexer Probleme immer mehr auf Verbundarbeit angewiesen ist, geschieht dennoch die Umsetzung oft disziplinär. Wichtig ist, dass sich Forscher für die Umsetzungsar-beit der Ideen und Lösungsvorschläge darauf verlassen können, Zugang zu be-nötigtem Know-How in ihren eigenen Disziplinen zu erhalten.

4 .

D ER F OR S CH UNG F R EIH EI T G EBEN – E F F I Z IEN T E AU S - F ÜH RUNG G E WÄH R- LEIS T EN

Von Forschungsprojekten werden im Allgemeinen schnelle Resultate und eine hohe Erfolgsquote verlangt. Diese Ratio-nalisierung und vermeintliche Effizienz-steigerung der Forschung kann dazu füh-ren, dass die Finanzierung von auf inkrementellen Fortschritten beruhen-den Projekten favorisiert wird. Der Mut zu mehr Risiko bei der Finanzierung ist zentral, um den Forschern die Freiheit zu geben, neue Wege abseits wissenschaftli-cher Kompensationsmechanismen oder Profitorientierung zu beschreiten.60,61

Dies bedeutet auch, Labore mit hochwer-tiger Architektur und optimalen räum-lichen und nichtforschungsassoziierten Rahmenbedingungen zu bauen, die die-sen Forschungsgeist ausstrahlen. Gleich-zeitig muss sichergestellt werden, dass neben der Freiheit des Denkens die Um-setzung und Ausführung der Projekte in effizienter Weise in einem zielorientier-ten Umfeld geschehen kann.

6.

ÖFFNUNG D ER W IS SENS CH AF T GEGENÜBER D ER GE SELL S CH AF T UND EINBE Z UG DER SELBEN

Der Nutzen biomedizinischer Forschung bleibt der breiten Bevölkerung häufig verborgen, da die Resultate abstrakt sind und die Umsetzung in praxistaugliche Anwendungen Geduld erfordert. Die wissenschaftliche Gemeinschaft muss Wege finden, die Diskussion ihrer Resul-tate im gesellschaftlichen Kontext aktiv zu fördern und diese verständlich zu ma-chen. Ein Rückzug der Wissenschaft aus der öffentlichen Meinungsbildung wür-de sich negativ auf ihre Akzeptanz und Verankerung in der Bevölkerung auswir-ken.62

Doch gilt es, die Forscher gegenüber Wer- tehaltungen und Erwartungen der Be-völkerung abzuschirmen, damit sie sich auf ihr Kerngeschäft konzentrieren kön-nen. Freies Denken soll bei gleichzeiti-gem Aufzeigen des gesamtgesellschaftli-chen Nutzens ermöglicht werden. Gerade bei umstrittenen Forschungsgebieten (bspw. Stammzellenforschung, Gentech-nisch veränderte Organismen) ist es wichtig, die Rahmenbedingungen für die Forschung so auszugestalten, dass diese nicht von einer unklaren Rechtslage oder einer einseitigen Deutungshoheit der Bevölkerung behindert wird.

5 .

IN T ELLIGEN T E UND N ACHH ALT IGE L A BOR E B AUEN

Soziale, wirtschaftliche und ökologische Nachhaltigkeit und ein umweltbewuss-tes Verhalten gewinnen in unserer Ge-sellschaft an Stellenwert. Gerade auch beim Bau und Betrieb von Laboren, die ein Vielfaches der Energie vergleichbarer Bürogebäude verbrauchen, rückt die öko-logische Dimension in den Vordergrund. Es braucht daher neben baulichen Mass-nahmen (Wärmedämmung, Kühlung, Photovoltaik etc.) Einsparungen bei der Raumlufttechnik, die für den Grossteil des Energieverbrauches verantwortlich ist. Dort ist dank Miniaturisierung und Roboterisierung grosses Potential vor-handen.

Dabei ist aber auch die Einbettung des La-bors in den öffentlichen Raum wichtig, Energieeffizienzmassnahmen wie Solar-panels bergen die Gefahr einer ästheti-schen Beeinträchtigung des öffentli-chen Raumes. Zudem muss auch auf das Wohlgefühl der Mitarbeiter, beispiels-weise in Minergie-Standard Gebäuden, Rücksicht genommen werden. Doch letztlich sind Nachhaltigkeits-Massnah-men oft mit Kosten verbunden, die bei-spielsweise für Start-Ups und bottom-up-Initiativen schwieriger zu meistern sind als für multinationale Unternehmen. Nachhaltigkeitsvorgaben dürfen den In-novationsgeist nicht hemmen.

39

Für die Entwicklung der Szenarien wird wiederum auf die drei Dimensio-nen Raum, Kultur und Ressourcen zurückgegriffen. A BB. 3 zeigt schema-tisch auf, innerhalb welcher Spektren sich die künftigen Veränderungen entwickeln könnten.

41

A BB. 3 : Modellhafte Darstellung der drei Dimensionen des Labors der ZukunftQuelle: W.I.R.E., eigene Darstellung

R E S S O U RC E N K U LT U R

H I E R A RC H I S C H V S . PA R T I Z I PAT I V

G E N I U S V S . G R U P P E

E F F I Z I E N Z V S . L A N G S A M K E I T

K Ü N S T L I C H E I N T E L L I G E N T E RO B O T E R V S . M E N S C H L I C H E A R B E I T

L A I E N V S . E X P E R T E N

Interaktionsraum:

A N A L O G V S . V I R T U E L L

Forschung:

I N V I T RO V S . I N S I L I C O

Arbeitsschritte:

Ö R T L I C H Z U S A M M E N V S . G E T R E N N T

Arbeitsort der Forscher:

Z E N T R A L V S . D E Z E N T R A L V S . M O B I L

Öffentliche Finanzierung:

B O T T O M - U P V S . T O P - D O W N

Private Finanzierung: I N D U S T R I E V S . N P O / P H I L A N T H RO P I E

R A U M

F U N K T I O N E N

S I C H E R H E I T

F R E I E S D E N K E N A R B E I T S D I V E R S I TÄT I N F O R M AT I O N S A U S TA U S C H Z U G A N G Z U I N F R A S T R U K T U R

& L O G I S T I K A R B E I T S P L AT Z Z U F R I E D E N H E I T

5 D R E I S Z EN AR IEN

D IE L A BOR E D ER Z UK UNF T W ER D E N BE S SE R A U F V ER S CH IED ENS T E

BE D ÜR FNIS SE ANPA S SB AR SEIN, DIE D E Z E N T R ALI TÄT D E S AR BEI T ENS

W E I T E R F ÖR D E R N UND S O D EN MENS CHE N BE S SE R I N SEINER V IELFALT

E R FA S SE N UND U N T ER S T ÜT Z EN.

Aufbauend auf den vorherigen Kapiteln hat W.I.R.E. drei Szena-rien skizziert, die jeweils verschiedene Aspekte der drei Dimen-sionen berücksichtigen. Den Szenarien gemein ist ein Ausblick in die mittelfristige Zukunft, die jedoch nicht losgelöst von heu-te vorherrschenden Rahmenbedingungen ist.

Während sich die Industrie auf die Forschung in umsatzstarken, lukrati-ven Gebieten fokussiert, betreibt der Staat die nicht-kommerzielle For-schung. Er kümmert sich um die Wahrung und Förderung der öffentli-chen Gesundheit und betreibt Forschung in Gebieten, die für die Industrie aus betriebswirtschaftlicher Warte wenig Sinn machen, bspw. die Ent-wicklung von Medikamenten gegen Seltene Krankheiten. Beide vergeben Forschungsaufträge an zentrale Forschungszentren (CROs).

In diesen teilen sich Mensch und Roboter die Arbeit. Die Verantwortung für den kreativen Arbeitsprozess der Forschung, beispielsweise die Hy-pothesenfindung, liegt bei den Menschen. Roboter übernehmen die ex-perimentelle Arbeit: Sie organisieren Versuchsanordnungen, program-mieren die dazu passenden Algorithmen und führen sowohl in vivo als auch in silico Experimente durch. Die Erkenntnisse der Roboter werden fortlaufend an die Forscher übermittelt und fliessen direkt in die Konzep-tion folgender Experimente ein.

R E ALI TÄT SBE Z UG:

In der Forschung entwickeln sich neue Berufsfelder, worauf mit neuen Ausbildungskonzepten und -inhalten reagiert werden muss. Gleichzeitig besteht die Gefahr, dass der Mensch den Bezug zur Forschung verliert und durch die automatisierte Durchführung der Experimente der Faktor Zu-fall minimiert wird. Zudem könnte die Grundlagenforschung gegenüber der angewandten Forschung vernachlässigt werden.

S Z EN AR IO 1

DIE AU T OM AT ISIERUNG

D ER L A BOR A R BEI T

43

Die Forscher grosser multinationaler Konzerne sind dezentral über die ganze Welt verteilt und arbeiten meist von zu Hause aus. Sie simulieren ihre Experimente in silico oder führen sie in vitro durch. Die in vitro Ex-perimente finden miniaturisiert auf Chips statt. Zum Schutz der Umwelt und zur besseren Kontrolle der Umgebungsbedingungen verfügen die Forscher über ein sich selbstaufbauendes Zelt, unter dem sie die Experi-mente durchführen. Abgebaut ist das Zelt handlich und kann mühelos in einem Koffer transportiert werden. Es erlaubt den Forschern auch unter-wegs Nasslaborarbeit zu verrichten, die benötigten Utensilien tragen sie mit sich mit. Die Ergebnisse der Simulationen und Experimente werden in Clouds gespeichert, so dass sie mit der Forschergemeinschaft weltweit geteilt werden können. Wollen sich die Forscher mit Kollegen bespre-chen, benützen sie eine Brille, die ihnen die virtuelle Kommunikation er-möglicht. Face to face Kontakte werden seltener, die Reistätigkeit nimmt ab, gleichzeitig ist die Vernetzung untereinander schneller möglich.


Die Trennung zwischen Arbeit und Freizeit wird immer durchlässiger, so auch in der wissenschaftlichen Forschung. Die Arbeit zu Hause wird ge-bräuchlich, die Abgrenzung zwischen Arbeit und Freizeit kann nur mit Mühe aufrechterhalten werden. Unternehmen und Institutionen reagie-ren darauf mit kleineren, modularen und anpassbaren Gebäuden, in de-nen sich die Forscher je nach benötigter Zusammensetzung treffen. Da-mit geht aber auch ein Kulturwandel einher, der auf Vertrauen statt Kontrolle des Mitarbeiters setzt. Das home office gewinnt an Bedeutung, dies wird verstärkt durch die Ansprüche der Millenials, die sich gewohnt sind ortsungebunden und unabhängig zu arbeiten.

S Z EN AR IO 2

DA S D E Z EN T R A LE

UND MOBILE L A BOR

45

Forschungsinstitute sind als Hochseeflotte organisiert. Die Schiffe sind Arbeits- und Wohnort der Forscher. Gewisse Schiffe sind von staatlichen Forschungsfonds bezahlt, andere sind durch die Industrie finanziert und auf anderen wiederum arbeiten Amateurforscher, die sich über Crowd-funding die finanziellen Ressourcen verschaffen. Die Schiffe lassen sich zu Konglomeraten zusammenfügen, um die Forscherkombinationen an das jeweils zu lösende Problem anzupassen.

Diese Forschungsschiffkonglomerate sind mobil, bewegen sich zwischen den Kontinenten hin und her und gehen jeweils vorübergehend dort vor Anker, wo für das zu lösende Problem die besten Partner in Wissenschaft und Industrie angesiedelt sind. Regulatorische Bestimmungen können umgangen werden, gleichzeitig werden regionale und lokale Probleme vor Ort gelöst, unter Umständen unter Einbezug dort ansässiger Forscher, die das Krankheitsbild besser kennen.


Multinationale Firmen verlagern ihre Forschungseinheiten schon heute an die Standorte, die bezüglich Rahmenbedingungen und Regulierung für den jeweiligen Forschungsbereich am attraktivsten sind. Dies kreiert kurzfristig zwar neue Arbeitsplätze (meist) in Schwellenländern, birgt aber auch die Gefahr, dass Unternehmen ihre Verwurzelung mit dem an-gestammten Herkunftsland verlieren. Der Austausch mit der lokalen Be-völkerung wird schwieriger und multinationale Unternehmen werden stark unter dem Gesichtspunkt der Profitmaximierung wahrgenommen.

S Z EN AR IO 3

DA S MODUL AR E & SEK T OR EN-

ÜBERGR EIFEND V ER NE T ZT E L A BOR

47

Das Projekt zum Labor der Zukunft und die daraus resultierende Kurz-studie hatten sich zum Ziel gesetzt, eine Bestandsaufnahme heutiger und zukünftiger Rahmenbedingungen vorzunehmen und darauf aufbauend Handlungsfelder zu bestimmen sowie Visionen zu entwickeln. Mit dem durch W.I.R.E. entwickelten Modell konnten die wichtigsten Dimensio-nen und Funktionen eines Labors identifiziert werden – auch im Hinblick darauf, wie sie sich in Zukunft verändern werden. Die zentralen Span-nungsfelder im zukünftigen Laborbau bewegen sich denn auch nicht nur auf einer räumlichen Ebene, sondern werden ebenso durch die vorherr-schende Forschungskultur und die zur Verfügung stehenden Ressourcen beeinflusst.

Ausgehend von den Ergebnissen dieser Kurzstudie, die langfristige Ver-änderungen der technologischen, gesellschaftlichen und ökonomischen Rahmenbedingungen im Labor aufgezeigt hat, gilt es in Zukunft auf ge-wandelte menschliche Bedürfnisse zu reagieren. Dies bedeutet, eine Dis-kussion über den Stellenwert der Forschung in der Gesellschaft und ihre Finanzierbarkeit zu führen, aber auch das Labor in seiner räumlichen Aus-gestaltung gegenüber der Bevölkerung zu öffnen, um diese Debatte zu fördern. Denn das Labor als Ort der Wissensschaffung übernimmt eine der zentralen Funktionen des gesellschaftlichen, wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Fortschritts, nämlich Innovation und Invention zu be-günstigen und zu befähigen. Die Laborarbeit wird so zur Metapher für die Wissensarbeit im Generellen – womit sich die Relevanz für eine Ausein-andersetzung mit der zukünftigen Ausgestaltung des Labors erklärt.

Es ist aus diesem Grund wichtig, die Ergebnisse von Teilprojekt I – die Handlungsfelder in Verbindung mit den Szenarien – in einem zweiten Schritt zu vertiefen und auf ihre Praxis-relevante Umsetzung weiterzu-entwickeln. Das Ziel von Teilprojekt II wird darin bestehen, Prototypen eines Labors der Zukunft gemeinsam mit der Wissenschaft und der In-dustrie zu entwickeln und umzusetzen. Dafür werden Grundanforde-rungen definiert und ein Ideenwettbewerb aufgesetzt, der verschiedene Teams einlädt, sich dieser Herausforderung zu stellen. Denn auch für diese Studie gilt, dass der Erkenntnisgewinn aus der vorliegenden Arbeit neue Fragestellungen nach sich zieht.

49

6 S CHL U S S WORT

UN D A U SBLICK

1 Pääbo Svante: Was ist Forschung? in: Hardo Braun/Dieter Grömling (Hg.): Entwurfsatlas Forschungs- und Technologiebau, Basel 2005, S. 10f.

2 Franke Kathrin, Haude Bertram, Noennig Jörg R.: Rückzug und Dialog: Die Aktivierung universitärer Zwischenräume, in: Zeitschrift für Hochschulentwicklung 7/1, 2012, S. 79-80.

3 Stringer Leigh, Ostafi Joseph: The scientific workplace of the future, in: Corporate Real Estate Journal, 15.4.2013, S. 43-45.

4 Henn Gunter: Wissensarbeit heute, in: Hardo Braun/Dieter Grömling (Hg.): Entwurfsatlas Forschungs- und Technologiebau, Basel 2005, S. 12.

5 Zoller Frank A., Boutellier Roman: Design principles for innovative workspaces to increase efficiency in pharmaceutical R&D: lessons learned from the Novartis campus, in: Drug Discovery Today 18, 2013, S. 318–322.

6 Lomoth Mirco: Vitrinen der Innovation. Expertenge-spräch mit Maria Müller, Ralf Streckwall und Daniel Wentzlaff, in: competition 6, 2014, S. 59-63.

7 Pääbo Svante: Was ist Forschung? in: Hardo Braun/Dieter Grömling (Hg.): Entwurfsatlas Forschungs- und Technologiebau, Basel 2005, S. 11.

8 Doorley Scott, Witthoft Scott: make space. How to Set the Stage for Creative Collaboration. Hoboken 2012, S. 38.

9 Henn Gunter: Wissensarbeit heute, in: Hardo Braun/Dieter Grömling (Hg.): Entwurfsatlas Forschungs- und Technologiebau, Basel 2005, S.12f.

10 Czepel Robert: Tempel für die Wissenschaft, in: ORF on Science. <http://sciencev1.orf.at/science/news/83905> [Stand: 7.1.2014].

11 Braun Hardo, Grömling Dieter (Hg.): Entwurfsatlas Forschungs- und Technologiebau, Basel 2005, S. 192f.

12 Bio X, Stanford University. <http://biox.stanford.edu/clark/bldg2.html> [Stand: 8.1.2014].

13 Howard Hughes Medical Institute: Janelia Farm Research Campus. Report on Program Development, 2003, S. 14–18, bezogen über <http://www.janelia.org/sites/default/files/JFRC.pdf> [Stand: 1.11.2013].

14 Waldrop Mitchell M.: Life on the farm, in: Nature 479, 2011, 284-286.

15 Howard Hughes Medical Institute: Janelia Farm Research Campus. Report on Program Development, 2003. <http://www.janelia.org/sites/default/files/JFRC.pdf> [Stand: 1.11.2013] S. 39–46.

16 Jordana Sebastian: BIG + OFF win the competition to design the Research Centre of the University of Jussieu, 18 Nov 2011. ArchDaily. <http://www.archdaily.com/?p=185690> [Stand: 7.1.2014].

17 Nondefense Discretionary Science. 2013 Survey. Unlimited Potential, Vanishing Opportunity, bezogen über: <http://www.asbmb.org/uploadedFiles/Advocacy/Events/UPVO%20Report.pdf> S. 14.

34 Belder Detlev: Auf dem Weg zum Chip-Labor, Max-Planck-Gesellschaft, <http://www.mpg.de/840095/forschungsSchwerpunkt2/> [Stand: 3.2.2014].

35 Watkins Nicholas N., Hassan Umer, Damhorst Gregory, Ni HengKan, Vaid Awais, Rodriguez William und Rashid Bashir: HIV Diagnostics Microfluidic CD4+ and CD8+ T Lymphocyte Counters for Point-of-Care HIV Diagnostics Using Whole Blood, in: Science Translational Medicine 5/214 ra170, 2013.

36 Lou Kai-Jye: Finding drugs for the faint of heart, in: Science-Business eXchange 6/25, 2013.

37 Huh Dongeun, Matthews Benjamin D., Mammoto Akiko, Montoya-Zavala Martín, Hsin Hong Yuan Hsin, Donald E. Ingber: Reconstituting Organ-Level Lung Functions on a Chip, in: Science 328/5986, 2010, S. 1662–1668.

38 A better way to understand metastasis, in: The Economist, 15.2.2014, bezogen über: <http://www.economist.com/news/science-and-technology/21596501-better-way-understand-metastasis-secondary-goals> [Stand: 24.2.2014]

39 Hengger Manfred: Räumliche und technische Anforderungen an Forschungsbauten, in: Hardo Braun/Dieter Grömling (Hg.): Entwurfsatlas Forschungs- und Technologiebau, Basel 2005, S. 29.

40 Harvard’s Wyss Institute and AstraZeneca announce collaboration on Organs-on-Chips for drug safety testing, 16.10.2013: <http://wyss.harvard.edu/viewpressre-lease/127/> [Stand: 18.2.2014].

41 Kleiner Kurt: Robot scientist makes discoveries without human help, in: New Scientist, 2009, bezogen über: <http://www.newscientist.com/article/dn16890-robot-scientist-makes-discoveries-without-human-help-.html#.Uu_5o3mEzwIs> [Stand: 3.2.2014].

42 Towards 2020 Science, Microsoft Corporation, 2006, bezogen über: <http://research.microsoft.com/en-us/um/cambridge/projects/towards2020science/> [Stand: 3.2.2014], S. 36–37.

43 Ross D. King, Whelan Kenneth E., Jones Ffion M., Reiser Philip G. K., Bryant Christopher H., Muggleton Stephen H., Kell Douglas B. und Oliver Stephen G.: Functional genomic hypothesis generation and experimentation by a robot scientist, Nature 427, 2004, S. 247–252.

44 Ross D. King, Whelan Kenneth E., Jones Ffion M., Reiser Philip G. K., Bryant Christopher H., Muggleton Stephen H., Kell Douglas B. und Oliver Stephen G.: Functional genomic hypothesis generation and experimentation by a robot scientist, Nature 427, 2004, S. 247–252.

45 Towards 2020 Science, Microsoft Corporation, 2006, bezogen über: <http://research.microsoft.com/en-us/um/cambridge/projects/towards2020science/> [Stand: 3.2.2014], S. 51.

46 Virtual liver network: <http://www.virtual-liver.de/wordpress/en/> [Stand: 3.2.2014].

47 Stringer Leigh, Ostafi Joseph: The scientific workplace of the future, in: Corporate Real Estate Journal, 15.4.2013, S. 39.

18 Stukenberg Timo: Forschungsausgaben. Asien hängt Europa und USA ab, in: Wirtschaftswoche, 9.12.2013, bezogen über: <http://www.wiwo.de/politik/ausland/forschungsausgaben-asien-haengt-europa-und-usa-ab/9190850.html> [Stand: 3.2.2014].

19 Grueber Martin und Studt Tim: 2014 global R&D Funding Forcast, 2013, bezogen über: <http://www.battelle.org/docs/tpp/2014_global_rd_funding_forecast.pdf> [Stand: 3.2.2014].

20 Universities in China and the US to Step Up Collaborati-on, 2.12.2013, bezogen über: <http://www.topuniversi-ties.com/student-info/university-news023/universities-china-us-step-collaboration> [Stand: 3.2.2014].

21 Evolving R&D for emerging markets, in: Nature Reviews Drug Discovery 9, 2010, S. 417–420.

22 Specter Michael: The Gene Factory. A Chinese firm’s bid to crack hunger, illness, evolution – and the genetics of human intelligence, in: New Yorker, 6.1.2014.

23 Wayne Arnold: Singapore Acts as Haven for Stem Cell Research, in: The New York Times, 17.8.2006.

24 Kao John: Tapping the Worlds Innovation Hot Spots, in: Harvard Business Review, März 2009.

25 Hengger Manfred: Räumliche und technische Anforderungen an Forschungsbauten, in: Hardo Braun/Dieter Grömling (Hg.): Entwurfsatlas Forschungs- und Technologiebau, Basel 2005, S. 29.

26 The Effective Laboratory: Safe, Successful and Sustainable. Results of the 2012 S-Lab Awards and Conference, bezogen über: <http://www.goodcampus.org/files/files/88-117899_The_Effective_Laborato-ry_2012_Report_72dpi.pdf> [Stand: 3.2.2014], S.4.

27 PPPs attract investments in bioscience, bezogen über: <http://www.biospectrumasia.com/biospectrum/analysis/2116/ppps-attract-investments-bioscience#.UvI66HmEzwI> [Stand: 3.2.2014].

28 When the times were a-changing, in: The Economist, 15.2.2014, S. 74.

29 Simons Kai L: Forschung und Forschungsbau: Beispiel Lebenswissenschaften, in: Hardo Braun/Dieter Grömling (Hg.): Entwurfsatlas Forschungs- und Technologiebau, Basel 2005, S. 14.

30 Zoller Frank A., Boutellier Roman: Design principles for innovative workspaces to increase efficiency in pharmaceutical R&D: lessons learned from the Novartis campus, in: Drug Discovery Today 18, 2013, S. 318–322.

31 The Economist: Worse than AIDS. Cancer in the developing world. Ausgabe vom 1. März 2014.

32 Waldrop Mitchell M.: Life on the farm, in: Nature 479, 2011, 284–286.

33 Towards 2020 Science, Microsoft Corporation, 2006, bezogen über: <http://research.microsoft.com/en-us/um/cambridge/projects/towards2020science/> [Stand: 3.2.2014], S. 36–38.

48 Ledeford Heidi: Life Hackers, in: Nature 467, 2010, S. 650–652.

49 Kera Denisa: Innovation regimes based on collaborative and global tinkering: Synthetic biology and nanotechnology in the hackerspaces, in: Technology in Society, 2013, http://dx.doi.org/10.1016/j.techsoc.2013.07.004.

50 Eyewire. Massachusetts Institute of Technology. <http://eyewire.org/legal.> [Stand: 3.2.2014].

51 Zayner Josiah, Opal Mark: Help identify new antibiotics at home, <http://www.indiegogo.com/projects/help-identify-new-antibiotics-at-home-with-the-iliad-project> [Stand: 3.2.2014].

52 Paul Wicks, Timothy E Vaughan, Michael P Massagli & James Heywood: Accelerated clinical discovery using self-reported patient data collected online and a patient-matching algorithm, in: Nature Biotechnology, 29/5, 2011, 411–414.

53 Open Access. Der Freie Zugang zu wissenschaftlicher Information. 21.10.2013. <http://open-access.net/ch_de/startseite/> [Stand: 2.2.2014].

54 Open Access, Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung: <http://www.snf.ch/de/fokusForschung/themendossiers/open-access/Seiten/default.aspx> [Stand: 19.2.2014].


56 Howard Hughes Medical Institute: Janelia Farm Research Campus. Report on Program Development, 2003. <http://www.janelia.org/sites/default/files/JFRC.pdf> [Stand: 1.11.2013].


58 Interview mit Bob McGhee.

59 Howard Hughes Medical Institute: Janelia Farm Research Campus. Report on Program Development, 2003. <http://www.janelia.org/sites/default/files/JFRC.pdf> [Stand: 1.11.2013].


61 Rubin Gerald M.: Janelia Farm: An Experiment in Scientific Culture, in: Cell 125, 2006, S. 209–212.


LI T ER AT URV ER Z EICHNIS

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W.I.R.E. ist ein unabhängiger Schweizer Think Tank, der sich mit globa-len Entwicklungen in Wirtschaft, Gesellschaft und den Life Sciences be-schäftigt. Ziele sind die kritische Auseinandersetzung mit etablierten Sichtweisen, das Schaffen von Transparenz über aktuelle Trends sowie die Erarbeitung neuer Konzepte und Ideen für die Zukunft. Auf Basis ei-nes interdisziplinären Forschungsverständnisses funktioniert W.I.R.E. als Labor für den Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis sowie als Plattform für Netzwerke zwischen Akteuren und Denkern aus verschie-denen Handlungs- und Wissensgebieten. W.I.R.E.verfügt über ein inter-nationales Board aus Experten, Vordenkern und Entscheidungsträgern.

D R . S T E P H A N S I G R I S T ist Gründer und Leiter des Think Tanks W.I.R.E. Er beschäftigt sich seit vielen Jahren mit Entwicklungen der Life Sciences sowie mit langfristigen Trends in Wirtschaft und Gesellschaft. Nach seinem Biochemie-Studium an der ETH Zürich war er in der medizi-nischen Forschung bei der F. Hoffmann-La Roche AG, als Unternehmens-berater bei Roland Berger und als Senior Researcher am Gottlieb Duttweiler Institute tätig. Stephan Sigrist ist Autor zahlreicher Bücher und Publikatio-nen, berät Unternehmen und politische Institutionen in strategischen Be-langen und ist regelmässiger Referent an internationalen Tagungen.

D R . N I C H O L A S B O R N S T E I N ist Senior Projektleiter bei W.I.R.E. Er ist in dieser Funktion zuständig für Kooperationen und externe Projekte mit Partnern aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik. In seiner vorigen Funktion war er als Erster Botschaftssekretär der Mission der Schweiz bei der EU für das Eidgenössische Departement für auswärtige Angelegenhei-ten (EDA) in Brüssel tätig. Er hat zuvor in der internationalen Abteilung des Bundesamts für Gesundheit gearbeitet, wo er sich intensiv mit Entwick-lungen im Gesundheitswesen im europäischen Kontext beschäftigte.

D R . J U L I A S T R I C K E R war Researcherin bei W.I.R.E. und hat in die-ser Funktion die Arbeiten für die vorliegende Kurzstudie über die Zukunft naturwissenschaftlicher Labors inhaltlich und organisatorisch gemeinsam mit der Projektleitung verantwortet. Vor ihrer Arbeit bei W.I.R.E. studier-te sie Medizin an der Universität Zürich und arbeitete als Assistenzärztin an der Klinik für Neurologie des Universitätsspitals Zürich.

G E R D VO I T H ist Gründer und Vorsitzender der SAVIDA AG mit Sitz in Basel und Büros in Shanghai und Miami. Der Fokus der SAVIDA AG liegt im Bereich Life Sciences und Green-Building-Projekte auf Beratung und technischer Expertise für Gebäudetechnik, Lab Design, Energiekon-zepten und Nachhaltigkeit. Gerd Voith deckt in seiner Rolle als Berater von der Initiierung über die Projektenwicklung bis hin Support und Trai-ning alles ab. Seine Ziel ist, innovative Lösungen zu finden und seine Partner in der Projektumsetzung bis zur Implementierung zu begleiten. Durch seine weltweite Vorlesungstätigkeit ausgelöst, wurde Gerd Voith eine Professur an der Universität Hong Kong angeboten.

M AT T H I A S G N E H M hat mit seinen Comics und Graphic Novels inter-national Beachtung erhalten. Er wurde 1970 in Zürich geboren und schloss an der ETH Zürich ein Architekturstudium ab. Matthias Gnehm arbeitet heute als freischaffender Comiczeichner und lebt mit seiner Familie in Zü-rich. 2008 wurde er mit dem Werkjahr der Stadt Zürich ausgezeichnet.

Studie erstellt im Auftrag von Savida AG

1. Auflage© 2014 W.I.R.E.

2. überarbeitete Auflage© 2016 W.I.R.E.

Autoren: Stephan Sigrist, Julia Stricker, Nicholas Bornstein, Gerd VoithIllustration: Matthias Gnehm, www.matthiasgnehm.chGestaltung: Kristina Milkovicwww.thewire.ch

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung,des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf andern Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auchbei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes in derjeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechts.Aus Gründen der sprachlichen Einfachheit verwenden wir in dieser Publikation in der Regel nur die maskuline Form. Dabei sind Frauen selbstverständlich immer mitgemeint. Wir erlauben uns den Hinweis, dass das grammatische nicht mit dem biologischen Geschlecht identisch ist.

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